Jakie zmiany fizyczne występują wewnątrz kabla, gdy promień gięcia przekracza minimalny o zaledwie 2 cm podczas montażu

Opowiem ci prawdziwą historię.

W zeszłym miesiącu stary klient w Australii odesłał wadliwy kabel, 35 milimetrów kwadratowych, o czterech rdzeniach, ocieplony taśmą stalową, używany w obwodzie napędowym elektrowni fotowoltaicznej.Opis błędu był prosty./: niestabilny prąd, ale nie było widocznych problemów.

Rozmontowaliśmy go w warsztacie z kilkoma kolegami z kontroli jakości i produkcji.

Pancerz był normalny, zewnętrzna osłona była normalna.XLPEW jednej fazie izolacja miała bardzo cienką szczelinę, szeroką tylko pół milimetra.

Klient wysłał zdjęcia z placu budowy. Kabel został wyciągnięty przez zakręt wiązki I podczas montażu. Poprosiliśmy go o zmierzenie promienia zakręcenia.

Rzeczywista zainstalowana średnica zakrętu: 10D Minimalna projektowana średnica zakrętu: 12D

Tylko 2 cm różnicy.

Na początku myśleli, że to nieistotne, ale w ciągu trzech miesięcy kabel zaczął się przegrzać.

Zwróćmy uwagę na powszechne nieporozumienie:

Wiele osób uważa, że wystarczy "dość bliski" promień gięcia.

Nie, kable nie są wzmocnieniem stalowym, nie są czysto konstrukcyjnymi elementami.

Kable składają się z trzech różnych materiałów:

Przewodnik miedziany (z deformacją)

Warstwa izolacyjna (odporna na działanie prądu, ciepła i pęknięcia)

Pancerz/obudowa (która zapewnia ochronę)

Kiedy promienie zgięcia są zbyt małe, te trzy elementy nie są równomiernie obciążone.

Wewnątrz zakrętu wszystko jest skompresowane.

Na zewnątrz zakrętu wszystko jest rozciągnięte.

Gdy naprężenie napędowe przekroczy określoną wartość - nie "granicę łamania", ale bardziej subtelną granicę, w której "rozpoczyna się trwałe uszkodzenie" - zaczynają się wydarzenia.

Jakie zmiany wprowadza 2 cm?

Wyjaśnię proces, który widzimy pod mikroskopem w najprostszych słowach.

Krok 1: Zrzucenie sieci miedzianej
Miedź nie jest idealnie jednorodnym ciałem elastycznym.Nawet jeśli go uwolnisz., nie wróci.

To prowadzi do dwóch rzeczy:

Nieznaczne zmniejszenie powierzchni przekroju poprzecznego drutu miedzianego → Zwiększenie lokalnego oporu

Mikroskopowe szczeliny między miedzianymi przewodami → Niestabilny opór kontaktowy

Źródło niestabilnego prądu zaczyna się tutaj.

Krok drugi: Pęknięcie warstwy izolacyjnej (najgorszy krok)

XLPE (politelilen połączony krzyżowo) jest odporny na ciepło i starość, ale nie jest odporny na ostre, lokalizowane naprężenia.

Kiedy drut miedziany ulega deformacji plastycznej, warstwa izolacyjna jest "pchnięta" przez drut w nieprawidłowym kierunku.Jest wyciskany i pomarszczony..

Ostatecznie w pewnym momencie - jak zgięcie plastikowej linijki - pojawia się mikropęknięcie.

Ta pęknięcie nie rozpadnie się natychmiast pod wysokim napięciem, ale powoli rozprzestrzeni się podczas cyklu termicznego.

Gdy tylko wchodzi wilgoć lub kurz, staje się punktem wyjścia do częściowego wyładowania.

Krok trzeci: zbroja staje się " ostrzem"
Stalowe pancerze są pierwotnie zaprojektowane do odporności na ciśnienie i ochrony przed gryzoniami.

Jednakże, w zakrętach, wewnętrzna krawędź taśmy stalowej może przecinać wewnętrzną wyściółkę i izolację jak ostrze.taśma stalowa pokryta i zużyta przez wewnętrzną wyściółkę, bezpośrednio stykające się z zewnętrzną powierzchnią izolacji.

Zaledwie 2 centymetry różnicy zmieniły warstwę ochronną w szkodliwą.

"Wyglądać dobrze" to najgroźniejsza rzecz.

Chciałbym tu wspomnieć o inżynierii, o której wiele osób nie wie:

90% uszkodzeń kabli po ich zainstalowaniu w zakrętach nie powoduje natychmiastowej awarii.

Co to oznacza?

W ciągu pierwszych kilku dni od instalacji odporność izolacji jest normalna.

Przez pierwszy tydzień zasilania prąd jest również normalny.

Po kilkudziesięciu, a nawet setkach cykli termicznych, ciepło w ciągu dnia powoduje rozszerzenie izolacji; chłodzenie w nocy powoduje kurczenie izolacji.

Te mikro-pęknięcia rozszerzają się coraz bardziej w tym "rozszerzaniu i kurczeniu".

Wreszcie pewnego dnia, o trzeciej rano, wyłączacz się.

Po długiej inspekcji na miejscu: zewnętrzna część jest nienaruszona, a oba końce złącza są w porządku.

Nikt by nie podejrzewał, że "tylko 2 centymetry" zakręcają się w środku.

Dlatego mówię, że promienie zgięcia nie są "zalecanymi wartościami", ale "wartością gwarancji żywotności".

Przekroczenie go o 1 cm nie jest ryzykiem, tylko precyzyjnie określa, kiedy kabel zawiedzie.

Pamiętaj o tym w trzech zdaniach: 2 cm odchylenia w promieniu gięcia spowoduje nieodwracalne plasticzne deformacje miedzianych drutów, prowadzące do zwiększenia lokalnego oporu.

Większym ukrytym niebezpieczeństwem jest pojawienie się mikro-pęknięć w izolacji, które powoli rozszerzają się w ścieżki uszkodzenia podczas cyklu termicznego.

W każdym przypadku wyrzucanego kabla, który przebadaliśmy, osoba, która przekroczyła limit promienia gięcia, początkowo mówiła to samo: "To prawie w porządku".

Jeśli zależy wam na długości życia kabli, to mam praktyczną radę: nie próbuję wywoływać lęku. Naprawdę przebadam zbyt wiele kabli, które są "doskonałe na zewnątrz, ale okropne w środku".

W rzeczywistej instalacji, proponuję:

Nie polegaj na "oszacowaniach"; zmierz rzeczywistą średnicę zakrętu za pomocą linijki lub szablonu.

Jeśli przestrzeń jest naprawdę ograniczona, nie próbuj zmniejszyć średnicy gięcia; zamiast tego użyj bardziej elastycznego kabla (np. Cienkie nici przewodników lub stalowe przędzenie drutu do pancerza).

Najważniejsze jest to, że promienie zgięcia zależą od linii środkowej kabla, a nie od jego zewnętrznej średnicy.

Jeśli nie masz pewności, czy średnica zakrętu konkretnego kabla jest akceptowalna, wyślij mi uproszczony schemat drogi układania i typu kabla.To może być bardziej opłacalne niż samodzielne próby i porażki przez trzy miesiące..